Методология структурного анализа и проектирования SADT

Методология структурного моделирования SADT
Методология SADT (Structured Analysis and Design Technique) была создана и опробована на практике в период с 1969 по 1973 гг. Автором методологии SADT является Дуглас Росс.
Предназначения для моделирования систем на основе принципов структурного анализа. Методология предлагает графический язык проектирования систем, в котором сочетаются декомпозиция и иерархическое упорядочение и для обозначения составляющих системы используется графическая конструкция, называемая SA-блок.

Предпосылки создания SADT
Возрастание сложности проектируемых систем.
Необходимость формализации процесса разработки при создании крупномасштабных систем.
Процесс разработки систем был формально разбит на этапы:
Анализ –определение того, что система будет делать
Проектирование – определение подсистем и их взаимодействие
Реализация – разработка подсистем по отдельности
Обьединение – сборка подсистем в целое
Тестирование – проверка работы системы
Установка – введение системы в действие
Функционирование – использование системы
Данная последовательность этапов разработки стала традиционной

Проблемы традиционного подхода
Неучастие пользователя в процессе разработки.
Сложности и отсутствие согласования результатов этапов разработки.
Сложности в качественной и количественной оценке процесса разработки.
Трудности в выявлении ошибок, допущенных на ранних этапах разработки системы.
Неполнота функциональных спецификаций.
Отсутствие согласованности между спецификациями и результатами проектирования.

Результат применения традиционного подхода
Выявление необходимости совершенствования методов анализа как ключа к созданию систем, эффективных по стоимости, производительности и надежности.
Поиск методологии, применение которой способно было бы преодолеть выявленные недостаки традиционного подхода.
Появление и совершенствование методологии структурного анализа SADT.

Преимущества SADT
Легко отражает такие системные характеристики как управление, обратная связь и исполнители,так как возникла на базе проектирования систем общего вида в отличие от структурных методов, «выросших» из проектирования программного обеспечения.
Имеет развитые процедуры поддержки коллективной работы.
Применяется на ранних стадиях создания системы, что позволяет избежать наиболее дорогостоящих ошибок.
Успешно сочетается с другими структурными методами.
Разработка и широкое успешное использование ее графического языка превратило SADT в методологию, способную значительно повысить качество продуктов, создаваемых на ранних этапах проектов.

Сущность структурного подхода
Система декомпозируется (разбивается) на функциональные подсистемы до нужной степени детализации.
Базовые принципы:
принцип «разделяй и властвуй».
принцип иерархического упорядочивания

Использование SADT
Методология SADT может использоваться для моделирования широкого круга систем и определения требований и функций, а затем для разработки системы, которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции. Для уже существующих систем SADT может быть использована для анализа функций, выполняемых системой, а также для указания механизмов, посредством которых они осуществляются.

Методология SADT может быть направлена как для описания функций, выполняемых системой, так и на описание обьектов, составляющих систему.
В первом случае методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями.
Во-втором случае методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для описания обьектов, входящих в систему, их свойств и взаимосвязей между ними

Методологии SADT
IDEF0 (Icam Definition) модели и соответствующие функциональные диаграммы.
DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных.
ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы "сущность-связь«.

Методология функционального моделирования IDEF0
Методология функционального моделирования IDEF0 (Icam DEFinition) была разработана на основе SADT и являлась основной частью программы ICAM (Интеграция компьютерных и промышленных технологий), проводимой по инициативе ВВС США.

Принципы функционального моделирования. Основные понятия.
Система – совокупность взаимодействующих компонент и взаимосвязей между ними.
Моделирование – процесс создания точного описания системы.
SADTмодель – полное, точное и адекватное описание системы, имеющее конкретное назначение, которое называется целью модели. SADTмодель может быть сосредоточена либо на функциях системы (функциональная модель), либо на ее обьектах (модель данных).
Цель модели – получение ответов на некоторую совокупность вопросов относительно системы. Список вопросов сводится к одной-двум фразам, которые и формулируют цель.

Субьект моделирования – сама система.
Границы системы - точно определяют, что является и что не является субьектом моделирования, что входит в систему и что лежит за ее пределами. SADT-модель всегда имеет единственный субьект.
Точка зрения – позиция, с которой наблюдается система и создается ее модель. Это позиция человека или обьекта, в которую нужно встать, чтобы увидеть систему в действии.
В процессе моделирования субьект определяет, что включить в модель, а что исключить из нее. Точка зрения диктует выбор нужной информации о субьекте и форму ее подачи. Цель становится критерием окончания моделирования.

Концепции IDEF0
IDEF0-Модель отображает систему в виде иерархии диаграмм.
Каждая диаграмма содержит блоки и дуги.
Диаграмма в виде блока отображает функцию. Блоки имеют доминирование;
Интерфейсы входа/выхода представляются дугами, входящими в блок и выходящими из него;
Интерфейсные дуги показывают взаимодействие блоков друг с другом;
Интерфейсные дуги выражают "ограничения", определяющие, когда и каким образом функции выполняются и управляются.

Правила IDEF0
Диаграмма, лежащая на вершине иерархии, называется контекстной.
На этой диаграмме вся система представляется в виде единого функционального блока.
Следующей в иерархии является диаграмма декомпозиции контекстной диаграммы. На ней функциональный блок контекстной диаграммы декомпозируется на составляющие его функциональные блоки. Каждый из этих блоков может иметь свою диаграмму декомпозиции.
Количество блоков на каждом уровне декомпозиции ограничено (может быть от 3 до 6);
Диаграммы связаны по номерам блоков;
Метки и наименования уникальны;
Входы и управления разделены по роли данных;
Исключено влияние организационной структуры на функциональную модель.

Состав функциональной модели IDEF0
Функциональная модель состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга.
Диаграммы - главные компоненты модели, все функции системы и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги.
Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху,информация, которая подвергается обработке, - слева, результаты выхода - справа стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, входит в блок снизу.

Функциональный блок и интерфейсные дуги

Иерархия диаграмм
На вершине иерархии находится диаграмма, на которой система представляется в виде единого блока и дуг, изображающих интерфейсы с функциями вне системы. Контекстная диаграмма.
Уровнем ниже находится диаграмма, на которой блок, представляющий систему в целом, детализируется с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами. Эти блоки представляют основные подфункции исходной функции.

Правила декомпозиции функциональных блоков
Каждая функция может быть декомпозирована на подфункции;
Подфункция может содержать только те элементы, которые входят в исходную функцию;
Родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст. Из модели нельзя выбросить какие-либо элементы или добавить их;
Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются точно теми же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее.

Структура IDEF0-модели.
Декомпозиция диаграмм

Каждый блок на диаграмме имеет свой номер.
Для того, чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера диаграмм. Например, А21 является диаграммой, которая детализирует блок 1 на диаграмме А2. Аналогично, А2 детализирует блок 2 на диаграмме А0, которая является самой верхней диаграммой модели.